Výpočtové modelování šíření hlasu okolo hlavy člověka pomocí metody konečných prvků
Loading...
Date
Authors
Ryšavý, Antonín
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
V první části diplomové práce je stručně uvedena biomechanika tvorby lidského hlasu a přehled doposud publikovaných výpočtových modelů vokálního traktu a šíření akustických vln okolo hlavy člověka. Druhá část práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu šíření akustických vln vokálním traktem a dále do prostoru okolo hlavy při fonaci české samohlásky /a:/. Vokální trakt je buzen v místě hlasivek harmonickým signálem. Na povrchu vokálního traktu, části hlavy zahrnující vlasy a kůži je definována akustická absorpce. Je detailně zmapováno šíření akustických vln ve vokálním traktu, v blízkém poli v okolí úst, v prostoru okolo hlavy a v bodech na tvářích. Šíření akustických vln je analyzováno v bodech, ve kterých bývají umisťovány mikrofony pro snímání řeči. Jsou získány závislosti akustického tlaku na frekvenci, přenosové funkce mezi definovanými body a amplitudy akustických tlaků v závislosti na vzdálenosti od úst. Pozoruje se zejména frekvenční zkreslení spekter v uvedených bodech. Dále je vyhodnocena vyzařovací impedance v oblasti úst. Získané výsledky jsou srovnány s doposud publikovanými výsledky experimentálního měření a mohou sloužit pro potřeby přesného měření lidského hlasu nebo pro frekvenční korekci mikrofonů při snímání řeči a zpěvu umístěných v analyzovaných bodech.
In the first part of this master's thesis there is briefly presented the biomechanics of the human voice creation and an overview of the hitherto published computational models of the vocal tract and dissemination of the acoustic waves around the human head. The second part of the thesis deals with the creation of the computational model of a dissemination of the acoustic waves through vocal tract and further into a space around the head during the pronouncing of the Czech vowel /a:/. The vocal tract is excited by a harmonic signal in the place of vocal chords. On the surface of the vocal tract and the part of the head including hair and skin there is defined an acoustic absorption. The dissemination of the acoustic waves in the vocal tract, in the near field around the mouth, in the area around the head and in the points on the cheeks is detailed mapped. The dissemination of the acoustic waves is analyzed in the points where the speech microphones are placed. Acoustic pressure dependence on frequency, transmission functions between defined points and the acoustic pressure amplitudes depending on the distance from the mouth are obtained. In particular, the frequency distortion of the spectra is observed at the points indicated. Furthermore, the radiation impedance in the mouth area is evaluated. The results obtained are compared with the results of the hitherto published experimental measurements and can be used for the exact measurement of human voice or for the frequency correction of the microphones during the scann of the speech and sing placced in the analyzed points.
In the first part of this master's thesis there is briefly presented the biomechanics of the human voice creation and an overview of the hitherto published computational models of the vocal tract and dissemination of the acoustic waves around the human head. The second part of the thesis deals with the creation of the computational model of a dissemination of the acoustic waves through vocal tract and further into a space around the head during the pronouncing of the Czech vowel /a:/. The vocal tract is excited by a harmonic signal in the place of vocal chords. On the surface of the vocal tract and the part of the head including hair and skin there is defined an acoustic absorption. The dissemination of the acoustic waves in the vocal tract, in the near field around the mouth, in the area around the head and in the points on the cheeks is detailed mapped. The dissemination of the acoustic waves is analyzed in the points where the speech microphones are placed. Acoustic pressure dependence on frequency, transmission functions between defined points and the acoustic pressure amplitudes depending on the distance from the mouth are obtained. In particular, the frequency distortion of the spectra is observed at the points indicated. Furthermore, the radiation impedance in the mouth area is evaluated. The results obtained are compared with the results of the hitherto published experimental measurements and can be used for the exact measurement of human voice or for the frequency correction of the microphones during the scann of the speech and sing placced in the analyzed points.
Description
Citation
RYŠAVÝ, A. Výpočtové modelování šíření hlasu okolo hlavy člověka pomocí metody konečných prvků [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Inženýrská mechanika a biomechanika
Comittee
prof. Ing. Vladislav Laš, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen)
prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc. (člen)
doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miloš Vlk, CSc. (člen)
Ing. David Zalaba (člen)
prof. Ing. Přemysl Janíček, DrSc. (člen)
Date of acceptance
2018-06-19
Defence
Student ve vymezeném čase prezentoval svoji závěrečnou práci. Poté byly předneseny posudky a zodpovězeny dotazy oponenta. Následně byly pokládány další otázky vztahující se k diplomové práci:
Jak je práce propagována v oblasti lékařské praxe?
Je pro vysoké frekvence šíření více směrové? Lze toto chování popsat nějakým fyzikálním modelem?
Odkud jste bral konstanty pohltivosti? Jaké byly akustické okrajové podmínky? Jak byla řešena odrazivost na okraji modelu?
Na závěr bylo vystoupení hodnoceno jako výborné.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení